Kunststoffrückgewinnung aus der Elektroaltgeräte- Demontage

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1 18. Seminar Kunststoffrecycling in Sachsen 12. Mai Kunststoffrückgewinnung aus der Elektroaltgeräte- Demontage Dr. Abt. Kunststoff-Recycling IVV - Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung, Freising E: martin.schlummer@ivv.fraunhofer.de T: (08161) , F: -777

2 Inhalt 1. Stand des Wissens und der Technik zur Kunststoffrückgewinnung aus Elektroaltgeräten Polymere Schadstoffe Technologien 2. InnoNet-Verbund SpectroDense Partner Technischer Ansatz Erste Ergebnisse 3. Ausblick RoHS? ChemVV Markt

3 Warum Kunststoffrecycling aus EAG? Kunststoffanteile und vorgeschriebene Recyclingquoten pro WEEE-Kategorie 100% vorgeschr. Recyclingquoten 3,2% 11,3% 3,2% 90% Kunststoffanteile 17,0% 48,4% 26,1% 23,7% 20,4% Metalle und sonstige Anteile 80% 72,7% 60,0% HHGG: Haushaltsgroßgeräte 70% HHKG: Haushaltskleingeräte 60% IT&T: IT & Telekommunikation 50% UHE: Geräte der Unterhaltungselektronik 40% BEL: Beleuchtungskörper 30% WERK: Elektr(on)ische Werkzeuge 20% 10% SPIEL: Spiel-, Sport- und Freizeitgeräte MED: Medizinische Geräte 0% Kat. 1 HHGG Kat. 2 HHKG Kat. 3 IT&T Kat. 4 UHE Kat. 5 BEL Kat. 6 WERK Kat. 7 SPIEL Kat. 8 MED Kat. 9 KONT Kat. 10 AUS KONT: Überwachungs- und Kontrollinstrumente AUS: Autom. Ausgabegeräte

4 Kunststoffe aus der EAG-Aufbereitung

5 Durchschnittliche Zusammensetzung von EAG 10% 3% 9% Sonstiges Elektronik Glas 1% 2% 3% 3% 4% 4% 4% PE, PPT-PET POM PA UP PC PVC EP 9% Nichteisenmetalle 8% PU Eisenmetalle 18% PP 47% 19% PS Kunststoffe 33% ABS 22% Quelle: APME Association of Plastic Manufacturers in Europe (2001): Insight into consumption and recovery in Western Europe 2000

6 Polymere in Gehäusefraktionen Ausschuss 20% ABS 4% ABS/FR 16% PPO/PS 2% PBT 2% ABS/PC, schw arz 2% HIPS 18% ABS/PC 13% HIPS/FR 23% Exemplarische Sortieraktion (1000kg) bei Recycle IT, Eppishausen, 2004

7 Schadstoffe: omierte Flammschutzmittel PBDD/F x+y=8 y x RoHS: 0,1% x O x+y=8 y x O O x+y=1-8 y O O O O x x+y=1-8 y HO OH

8 Schadstoffe: omierte Dioxine und Furane sum 4 sum 5 20 ppb threshold limit H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 M 1 M 2 M 3 M 4

9 Schadstoffe: Cadmium (100 ppm)

10 Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffen aus EAG Dichtetrennung: Abtrennung von Zielkunststoffen mithilfe von Trennmedien Anreicherung bestimmter Kunststoffsorten möglich, Ergebnis sind jedoch wieder Mischkunststoffe; keine Abtrennung von Additiven möglich ABS-FR HIPS-FR PPO/PS ABS/PC HIPS ABS 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 density in g/ml

11 Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffen aus EAG Sensorgestützte Erkennungssysteme: Selektion von Kunststoffen aufgrund unterschiedlicher Reflexionseigenschaften (Infrarotspektroskopie, z.b. NIR) >90% Reinheit für helle Kunststoffe Geringe Erkennungsraten dunkler Kunststoffe sowie nur bedingt Erkennung von Additiven möglich

12 Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffen aus EAG C:\Daten\Pulvertauchsonde\PC-ABS\ABS\PC-ABS :29:59 Absorbance Units Sensorgestützte Erkennungssysteme: NIR Wavenumber cm-1 Seite 1 von

13 Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffen aus EAG Elektrostatik: Elektrostatische Aufladung durch Reibung und Trennung im elektrostatischen Feld Materialanreicherung möglich Sehr anfällige Technologie Keine Additivabtrennung FAZIT: Keine industriell verfügbare Aufbereitungstechnik allein erreicht hohe Materialreinheiten und die sichere Abtrennung RoHS-gelisteter bromierter Flammschutzmittel (PBB, PBDE)

14 Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffen aus EAG Creasolv -Verfahren: Lösemittelbasiertes Trennverfahren zur Herstellung von Sekundärkunststoffen (ABS, HIPS) mit mechanisch-technologischen Eigenschaften wie Neuware Additive wie bromhältige Flammschutzmittel werden von den Kunststoffen getrennt anchenlösung ( JaTo) Recycling der Flüssigkeiten Abfall-Input Vorbehandlung Zerkleinerung Anreicherung Lösen Reinigen Fällen Konfektionieren Abpressen Trocknen Compoundieren Polymer-Recyclat

15 Was passiert mit EAG-Kunststofffraktionen in Deutschland? Stoffliches Recycling??? Verwertung von halogenfreien Kunststofffraktionen (EBS, Zement) Thermische Verwertung von halogenfreien und -haltigen Kunststofffraktionen Export

16 Export Grenzwertprüfung findet i.d.r. nicht statt. Export als Gebrauchsgüter Kontrolle: Stichprobenartig

17 SpectroDense: Partner SpectroDense-Netzwerk Kunststoff-Shredder aus Elektroaltgeräteverwertung NIR-Trennung PP HIPS ABS/PC ABS Schwarz Dichtetrennung Compounder Ohne Flammhemmer Mit Flammhemmern CreaSolv Flammhemmerfreies Recyclat Materialprüfung RoHS- und -upgrade Zertifizierung Flammhemmer + Restpolymere

18 SpectroDense: Technologien A N A L Y T I K Demontage Ballentransport Grobaufschluss Sorticanter CreaSolv + X -X Vermahlung NIR UInisort Compounding & Upgrade

19 SpectroDense: Ergebnisse - TV-Gehäuse ZME: ZME: mm mm Stanzlinge aus aus demontierten TV- TV- Gehäusen Nummerierung und und Zuordnung zu zu Geräteherstellern IVV: IVV: FTIR FTIR Polymertypen RFA RFA om, om, Chlor, Chlor, Cadmium spezifische BFR-Analytik HIPS+FSM; 38% 46% Polymertypen in TV-Gehäusen (FTIR) PPO/PS+FSM; ABS+FSM; 9% 1% PP; 4% Dichteverteilung 4% HIPS; 48% 50% Dichtefraktion PO Dichtefraktion PS nox Dichtefraktion PS-X, PC

20 SpectroDense: Ergebnisse - TV-Gehäuse n Histogramm Hersteller Hersteller AEG Blaupunkt Clatronic Daewoo Edison Galaxis Goldstar Grundig Hanseatic Hitachi Imperial ITT JVC Kendo Loewe Medion Metz Nordmende Orion Palladium Panasonic Philips Phocus Radiotone SABA Salova Samsung Schneider SEG Sharp Siemens Sony Soundmaster TEC Telef unken Tevion Thomson Universum Watson Materialsortierung bei bei Demontage: Haupt-ABS- Last bei bei Grundig 3 0 AEG Blaupunkt Clatronic Daewoo Edison Minerva Galaxis Goldstar Grundig Hanseatic Hitachi Imperial ITT JVC Kendo Loewe Medion Metz Nordmende Orion Palladium Panasonic Philips Phocus Radiotone SABA Salova Samsung Schneider SEG Sharp Siemens Sony Soundmaster TEC Telefunken Tevion Thomson Universum Watson ABS FR HIPS HIPS FR PP PPO/PS

21 SpectroDense: Ergebnisse - TV-Gehäuse Röntgenfluoreszenz 100% 80% 60% 40% 20% 0% % >0,5% %Cl > 0,5% Halog. Flammschutz > 0,5% Halog. Flammschutz in HIPS Halog. Flammschutz in ABS %Cd >100ppb %Cd >100ppb, ohne Hal. FSM

22 SpectroDense: Ergebnisse - TV-Gehäuse 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% TBPE TBBPA OctaBDE DecaBDE nicht identifiziert Trotz Trotz jahrzehntelanger Anstrengungen zur zur Reduktion von von PBDE PBDE in in EAG-Geräten 14% 14% der der bromhaltigen Geräte Geräte enthalten OctaBDE 45% 45% der der bromhaltigen Geräte Geräte enthalten PBDE PBDE

23 SpectroDense: Ergebnisse - Monitor-Gehäuse 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% SD-A-MO-1 SD-A-MO-X1 SD-WF-MO- X1 SD-G-MO-X1 SD-W-S5-1 PC PS ABS

24 SpectroDense: Ergebnisse - Monitor-Gehäuse Monitore % % om [µg/g] % 10% [%] 200 5% 0 Dichte 0% om [µg/g] Ausbeute (Kumulativ) [%]

25 SpectroDense: Ergebnisse - Qualität %T 4000, ,0 cm-1 SpectroDense-Recyclat (schwarz), HIPS (rot) 95%

26 SpectroDense: Ausblick Schwarze TV-Gehäuse lassen sich mit guten Ausbeuten (>50%) durch gute Sortierung, Zerkleinerung und Dichtetrennung aufbereiten. Produktqualitäten, und -erlöse sowie Upgrade- Möglichkeiten und Gesamtwirtschaftlichkeit werden noch eruiert. Flammschutzhaltige TV-Restfraktionen wurden in einem Vorprojekt mit britischem Material bereits erfolgreich mit dem CreaSolv -Prozess verarbeitet. Tests mit SpectroDense- Fraktionen stehen noch aus. Bei Monitorgehäusen ist die Materialtrennung mittels NIR sowie eine Sortierung nach Flammschutz mittels Dichte technisch gut umsetzbar. Produktqualitäten und Reinheiten sind aber noch zu prüfen und wirtschaftliche sinnvolle Trennschnitte zu erarbeiten.

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!